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Wissenschaftliche Forschungen

Anfang des 20. Jahrhunderts wurden die Ursachen der heilenden Wirkungen des Schungits teilweise durch die Wissenschaft aufgeklärt. Es stellte sich heraus, dass dieses Mineral zum größten Teil aus Kohlenstoff besteht und dieser im wesentlichen in kugelförmigen Molekülen, den Fullerenen, vorkommt.
Fullerene sind eine besondere Form des Kohlenstoffs, die zuerst in wissenschaftlichen Laboratorien beim Versuch, Weltraumprozesse zu modellieren, entdeckt wurden und erst danach deren Vorkommen in der Erdkruste. Die Bedeutung dieser Entdeckung wird dadurch bestätigt, dass jene Wissenschaftler, welche dieses Thema erforschten, 1997 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden.
Um die Natur der Wunderwirkung des Schungits besser verstehen zu können, muss man auf Einzelheiten der Eigenschaften dieser Fullerene näher eingehen. Bis vor kurzem glaubte man, Kohlenstoff habe drei Existenzformen – Diamant, Graphit und Karbon. Diese Stoffe lassen sich von einander durch ihren chemischen Aufbau unterscheiden.
In der Diamantenstruktur liegt jedes Kohlenstoffatom im Zentrum eines Tetraeders, dessen Spitzen durch die vier benachbarten Atome gebildet sind. Dieser Aufbau bestimmt die Eigenschaften des Diamanten als des festesten Stoffes auf der Erde.
Im Kristallgitter des Graphits bilden die Kohlenstoffatome sechseckige Ringe, die wiederum ein festes und stabiles wabenähnliches Netz bilden. Diese Netze sind übereinander geschichtet angeordnet, die Schichten aber kaum miteinander verbunden. Eben diese Struktur ist verantwortlich für die spezifischen Eigenschaften des Graphits wie seine niedrige Härte und die Eigenart, leicht in kleinste Schuppen zu zersplittern.
Im Gegensatz dazu stellt das Fullerenmolekül eine kugelförmige Fläche dar, welche aus Sechs- als auch Fünfecken besteht. Die Natur hat dabei eine genaue Folge dieser Verbindungen festgelegt – jedes Sechseck grenzt an drei Sechsecke und ebenfalls drei Fünfecke, jedes Fünfeck grenzt aber nur an Sechsecke an . Die sphärenbildenden Kohlenstoffatome haben dabei starke Verbindungen zueinander.
Dank diesem kugelartigen Aufbau stellen Fullerene vollkommene Schmiermittel dar. Wie molekülgroße Kugeln rollen sie zwischen den reibenden Flächen. Die Kombination verschiedener Atome und Moleküle innerhalb der Kohlenstoffkugeln lässt echt fantastische Stoffe entstehen.
Fullerene können sowohl in der Medizin, im Raketenbau, Militärwesen, in Elektronik, optischer Elektronik, Maschinenbau wie auch bei der Herstellung technischer Produkte wie Computern usw. Verwendung finden. Dabei verbessern sich wesentliche Charakteristika als auch die Qualität dieser Geräte, Technologien werden einfacher und wirksamer. Amerikanische Forscher haben z.B. eine Technologie entwickelt, die es erlaubt, auf eine beliebige Oberfläche dünnste Sonnenkollektorenelemente aufzutragen, welche nämlich aus einem vielschichtigen fullerenenthaltendem Polymerfilm bestehen. Obwohl der Wirkungsgrad solcher Elemente viermal geringer ist als der herkömmlicher auf Siliziumgrundlage, sind sie wesentlich einfacher und billiger in der Herstellung. Eventuell beginnt die Industrie schon in nächster Zukunft, Sonnenkollektoren ähnlich wie Tapeten in Rollen herzustellen.
Daneben haben die Wissenschaftler einer schwedischen Universität in ihren Versuchen an Fullerenen für sich selbst unerwartet einen Schichtstoff mit dünnen Schichten aus Papier erzeugt. Dieser durchsichtige und flexible Stoff erwies sich magnetisch und konnte seine Eigenschaften sogar bei mehr als 200 Grad Celsius aufrechterhalten. Möglich ist eine Anwendung als Datenträger für Computer mittels Laserstrahltechnik mit Erreichung sehr hoher Datendichten.
Russische Wissenschaftler der Universität Rostow glauben, es könne zukünftig wohl sein, dass superwinzige Prozessoren aus Kohlenstoff mit dem menschlichen Körper verbunden werden könnten. Diese könnten an das Nervensystem angekoppelt werden, um so z.B. eine Fremdsprache zu erlernen oder auch die Encyclopedia Britannica im Gedächtnis zu behalten.
Große Bedeutung kommt der Anwendung der Fullerene in der Medizin zu. Die beinahe regelmäßige Kugelstruktur des Fullerenmoleküls sowie seine mikroskopisch kleine Größe (Durchmesser 0,7µm) lassen die Wissenschaftler vermuten, diese Moleküle könnten als mechanisches Hindernis gegen das Eindringen von Viren in die Zellen eines angesteckten Körpers dienen. Auch wird die Idee verfolgt, Antikrebspräparate auf der Grundlage wasserlöslicher Fullerenverbindungen mit eingebauten radioaktiven Isotopen zu entwickeln. Die Infusion eines solchen Arzneimittels ins Gewebe verhindert durch Selektivwirkung in den von der Geschwulst betroffenen Zellen deren weitere Vermehrung.
Ein anderes Hindernis ist der hohe Preis der künstlichen Isotope. Fullerene der ersten Klasse kosten etwa 900 US Dollar pro Gramm, die minderwertigeren ungefähr 40 US Dollar je Gramm, abhängig von ihrem Reinheitsgrad.
Die erst nach den Laborversuchen auch in der Erdkruste entdeckten natürlichen Fullerene haben diese „Nachteile“ zum Glück nicht. Die wissenschaftliche Welt erfuhr von diesem einzigartigen Stoff, nachdem einer der ehemaligen Sowjet-Wissenschaftler an der Universität Arizona (USA) karelische Schungitproben untersuchte und darin zu seinem Erstaunen Kügelchen mit Fullerenen nachweisen konnte. Danach begann eine intensive Suche nach anderen fullerenenthaltenden Gesteinen, und die Frage nach deren Ursprung auf der Erde tauchte auf.
Später wurden die irdischen Fullerene auch in Kanada, Australien und Mexiko gefunden, jedes Mal an den Absturzstellen von Meteoriten. Dabei waren einige der Fullerene gefüllt: innen in den Hüllen gab es Heliumatome. Seltsam war die Tatsache, dass die Fullerene kein Helium-4 enthielten, d. h. jenes Isotop, welches üblicherweise in irdischen Gesteinen vorkommt. Stattdessen fand man ein sonst selten auf der Erde vorkommendes Isotop, nämlich Helium-3.
Nach Meinung der Wissenschaftler können solche Isotope nur unter Weltraumbedingungen entstanden sein, in den so genannten Kohlenstoffsternen oder in deren direkter Umgebung. Es gelang, die Entstehungszeit auf der Erde der untersuchten Fullerene zu bestimmen. Der Krater des in Kanada abgestürzten Meteoriten entstand vor etwa 2 Mrd. Jahren, im archaischen Zeitalter, als die Erde noch leblos, „artenleer“ und „hohl“ war. Die anderen Fullerene lagen an der Grenze der Ablagerungen zwischen Perm und Trias, ihr Alter beträgt schätzungsweise 250 Mio. Jahre. Eben damals war ein Riesenasteroid auf die Erde gestoßen und hatte katastrophale Zerstörungen verursacht.
Die Schungitgesteine betreffend liegt die Annahme nahe, dass die Heileigenschaften der im Jahre 1714 eröffneten „Martialischen Wasser“ und der „Zarewna-Quelle“ eben durch den Fullerengehalt im Schungitgestein zu erklären ist. Die Vermutung entstand, dass organische Radikale im Schungitgestein an die Fullerenmoleküle angeschlossen sind, die es den Fullerenen ermöglichen, wasserlösliche Verbindungen zu bilden – etwas, worüber sich die Wissenschaft noch den Kopf zerbricht.

 
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